CONTROL DE MOTORES POR COMPUTADORA

En base al artículo "Simplotron: Un control lógico de una aplicación de Robótica", realizado por los maestros investigadores Haro Martínez Bernardo y Ruiz-Dana Lapieza Pedro de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Guadalajara, se ha desarrollado la aplicación práctica de una interface optoacoplada de control. En este artículo describimos esta sencilla interface y el programa para controlar motores de corriente continua con una computadora.

INTRODUCCION
Esta interface fue creada para modificar el robot de Radio Shack “´Super Armatron” modelo 2576, con la finalidad de adaptarle 6 motores de CD, para así, obtener 6 grados de libertad de movimiento. Con el propósito de realizar la aplicación práctica del sistema, se ha desarrollado el software que envía la información del puerto paralelo de la PC al sistema principal de control, que es en este caso la interface opto acopladora; para que ésta a su vez, active las salidas (motores de CD o CC).

Se explicará también cómo utilizar las salidas del puerto paralelo de la PC para ser enviadas al circuito como información digital.

Los estados del movimiento de los motores, son introducidos por el usuario mediante un programa realizado en Turbo C, y son los siguientes:

  1. Rotación a la derecha
  2. Rotación a la izquierda
  3. Estado inactivo

El estado de cada motor es definido por el dato digital proveniente del puerto paralelo.

 
DESARROLLO
Para que cada motor establezca comunicación con la interface, se requiere que la entrada de ésta, reciba 2 bits de datos, un dato representa movimiento a la derecha, y el otro a la izquierda, ambos bits en cero representan estado inactivo.

Para controlar 6 motores, se necesitan entonces 12 bits de datos de salida. (D0 a D11). En la figura 1 se muestra cómo se configuran los bits.

Nótese que se han utilizado los 8 bits de datos así como los 4 bits de control del puerto paralelo.

El cable paralelo se realiza utilizando los pines de datos (2 al 9) y los pines de control (1, 14,16 y 17). Los pines 18 a 25 se conectan a tierra común, ver figura 2.

Cada interface, activa a un motor en particular, por lo que ésta se repite 6 veces, ver figura 3.

Las señales digitales que provienen de la computadora, activan al diodo led del opto acoplador correspondiente. Una vez activado, éste envía el pulso al foto detector tipo Darlington, el cual lo envía a la base de un transistor de propósito general.

Este transistor es del tipo NPN para el giro a la derecha, mientras que para el giro en reversa se utiliza un tipo PNP.

El motor es conectado al colector de ambos transistores, para así recibir tanto voltajes positivo como negativo, dependiendo del giro a realizar.

En el caso de que para un mismo motor se activen los bits D(N) y D(N-1) a la vez, no hay riesgo de que suceda un corto circuito, ya que el arreglo de la resistencia de 330??con la retroalimentación de los cátodos del diodo led del opto acoplador, anulan el paso de corriente al opto-acoplador complementario.

Por lo tanto, si se presenta el caso en que las entradas D(N) y D(N-1) reciban un “1” lógico, el motor permanece en estado inactivo.

Se genera un programa de comunicación entre el usuario y el circuito donde la entrada de datos va de D0 a D7, y de C0 a C3.

La dirección que se utiliza para los datos es la 0x378, mientras que la dirección de control es la 0x37a.

 
OTRAS APLICACIONES
Se concluye que el sistema puede ser empleado no solamente para controlar los 6 grados de libertad del robot “Super Armatron” modificado, si no que las aplicaciones que se pueden obtener al utilizar esta interface, son innumerables y dependen de la imaginación del usuario.

Se comprueba que el movimiento de cada motor es independiente de los demás, sin generar interferencia alguna entre ellos cuando todos los motores trabajan simultáneamente. Esto es debido a que los opto acopladores utilizados MOC8050, de salida Darlington aíslan voltajes hasta de 7,500 volt, previniendo así, que el puerto paralelo reciba señales indeseadas que puedan dañar el sistema de cómputo.

Si se requiere manipular menos de 6 motores, el sistema puede ser modificado con tan solo unos pocos cambios en el software. Además, el software desarrollado es de fácil uso y no requiere entrenamiento previo. La aplicación del presente proyecto, nos muestra que no solamente es económicamente factible la comunicación entre dispositivos de diferente índole, tales como la computadora personal, el circuito electrónico y el sistema de potencia de salida, así mismo, la elaboración del software y hardware no presentan un grado alto de complejidad.

 
BIBLIOGRAFIA
  • [1] “Simplotron”: Un control lógico de una aplicación de robótica. MC. Haro Martínez Bernardo / MC. Ruiz-Dana Lapieza Pedro. Universidad Autónoma de Guadalajara, Depto de control. Av. Patria 1201. Lomas del Valle, 3° sección. C.P 44100. Guadalajara, Jalisco México.
  • [2] Electrónica: Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos. Octava Edición. Robert L Boylestad / Louis Nashelsky. Prentice Hall.
  • [3] NTE Semiconductors. 6th Edition
Autores: Haro Martínez Bernado, M.C. Investigador Universidad Autónoma de Guadalajara / Adriana Arizaga Jasso (Ing. Electróniac en Computación)
FIGURA 1
 
FIGURA 2
 
FIGURA 3
 
PROGRAMA
 
MATERIALES